1.2種群數(shù)量的變化第1課時課件【知識精講精研】高二上學期生物人教版選擇性必修2

第一章種群及其動態(tài)第2節(jié)種群的數(shù)量變化目錄CONTENTS構建種群增長模型的方法“J”形增長和“S”形增長種群數(shù)量的波動探究·實驗培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化構建種群增長模型的方法模型：是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對認識對象所作的一種簡化的概括性描述。物理模型構建種群增長模型的方法數(shù)學模型概念模型數(shù)學模型：用來描述一個系統(tǒng)或它的性質的數(shù)學形式。作用：能夠描述、解釋、預測種群數(shù)量的變化。構建種群增長模型的方法數(shù)學模型的建立步驟：細菌每20min分裂一次，怎樣計算細菌繁殖n代后的數(shù)量？在資源和空間沒有限制的條件下，細菌種群的增長不會受種群密度增加的影響觀察研究對象，提出問題提出合理的假設Nn=N0×2n，Nn代表繁殖n代后細菌數(shù)量，N0為細菌起始數(shù)量，n代表繁殖代數(shù)觀察、統(tǒng)計細菌數(shù)量，對所建立的模型進行檢驗或修正根據實驗數(shù)據，用適當?shù)臄?shù)學形式對事物的性質進行表達，即建立數(shù)學模型通過進一步實驗或觀察等，對模型進行檢驗或修正構建種群增長模型的方法時間/min020406080100120140160180細菌數(shù)量/個數(shù)學公式以表格中得到的數(shù)據，以時間為橫軸，以數(shù)量為縱軸，畫出細菌種群數(shù)量增長曲線。細菌數(shù)量/個時間/min0100200300400500600020406080100120140160180200248163264128256512212223242526272829201“J”形增長和“S”形增長概念在理想條件下，以時間為橫坐標，種群數(shù)量為縱坐標，畫出的種群增長曲線大致呈“J”形。種群的“J”形增長適用對象（1）實驗室條件下；（2）當一個種群剛遷入到一個新的適宜環(huán)境的早期階段。數(shù)學公式時間（t）種群數(shù)量Ntt

年后種群的數(shù)量為

Nt

=

N0

λ

tλ

表示該種群數(shù)量是前一年種群數(shù)量的的倍數(shù)。Nt=N0λtt年后該種群的數(shù)量種群的起始數(shù)量每年增長倍數(shù)λ=當年種群數(shù)量Nt前一年種群數(shù)量Nt-1種群數(shù)量變化符合數(shù)學公式Nt=N0λt，種群增長曲線一定是“J”形嗎？種群的“J”形增長Nt=N0λt（1）只有λ＞1且為定值時，種群增長才為“J”形增長。（2）λ值大小與種群數(shù)量變化的關系②λ＝1：種群數(shù)量不變（相對穩(wěn)定）③λ＜1：種群數(shù)量下降④λ＝0：種群在下一代滅亡①λ

>

1：種群數(shù)量增加λ>1λ<1λ=1種群數(shù)量時間0Oλ-1種群的“J”形增長增長速率種群數(shù)量在單位時間內的改變數(shù)值，有單位（如：個/年等）。數(shù)學模型時間（t）種群數(shù)量Nt新增個體數(shù)

單位時間增長速率

=O增長速率以上的公式和曲線，是在理想條件下（食物和空間條件充裕、氣候適宜、沒有天敵和其他競爭物種等）的預測。在自然界中，種群的數(shù)量變化情況是怎樣的呢？種群的“J”形增長概念種群經過一定時間的增長后，數(shù)量趨于穩(wěn)定，增長曲線呈“S”形。這種類型的種群增長稱為“S”形增長。種群的“S”形增長適用對象一般自然條件下（現(xiàn)實狀態(tài)）種群的增長——資源和空間有限，天敵的制約等（即存在環(huán)境阻力）。特點種群的“S”形增長（1）初始一段時間種群增長較快；（2）當種群密度增大時，種內競爭加劇，出生率降低，死亡率升高，種群增長緩慢。（3）當出生率和死亡率相等時，種群增長停止，種群數(shù)量穩(wěn)定在一定水平（K值）。K值：一定的環(huán)境條件所能維持的種群最大數(shù)量稱為環(huán)境容納量，又稱K值。曲線分析種群的“S”形增長AB段（潛伏期/適應期）：種群基數(shù)小，需要適應新環(huán)境，出生率大于死亡率，增長較緩慢；BC段（對數(shù)期）：資源和空間相對豐富，出生率升高，種群數(shù)量增長迅速；C點：種群數(shù)量為K/2，出生率與死亡率差值最大，種群增長速率達到最大；K種群數(shù)量時間0BCDEt1t2AK/2CD段：資源和空間有限，種群密度增大，種內斗爭加劇，出生率降低，死亡率升高，種群增長減緩；DE段：出生率等于死亡率，種群增長速率為0，種群數(shù)量達到K值，且維持相對穩(wěn)定。增長速率種群的“S”形增長增長速率時間t1t2K/2K（1）增長速率先增大后減小，最后為0。（2）當種群數(shù)量為k/2時，增長速率達到最大。種群增長速率=種群凈增加數(shù)單位時間×100%種群的“S”形增長K種群數(shù)量時間0BCDEt1t2AK/2同種生物的K值是固定不變的嗎？哪些因素會影響動物種群的環(huán)境容納量？同種生物的K值不是固定不變的，會受到環(huán)境因素的影響。生物自身的遺傳特性和食物、棲息場所、天敵及其他生存條件均會影響動物種群的環(huán)境容納量。K值和K/2值的應用種群的“S”形增長保護野生動物的根本措施：對害蟲等有害動物的控制，應采取什么措施？何時防治效果較好？K種群數(shù)量時間0BCDEt1t2AK/2為了保護魚類資源不受破壞，并能持續(xù)地獲得最大捕魚量，應使被捕魚群的種群數(shù)量保持在什么水平？為什么？增長速率時間t1t2K/2K建立自然保護區(qū)，提高環(huán)境容納量（K值變大）；增大死亡率，降低出生率，養(yǎng)殖或釋放天敵，儲存好糧食等食物，降低環(huán)境容納量；防治最好時期是在種群數(shù)量達到K/2前，控制種群數(shù)量，嚴防達到K/2值處。應使被捕魚群的種群數(shù)量保持在K/2水平，因為在這個水平上種群增長率最大，可實現(xiàn)“既有較大收獲量又可保持種群高速增長”，從而不影響種群再生，符合可持續(xù)發(fā)展原則。種群的“J”形增長和“S”形增長環(huán)境阻力用自然選擇學說如何解釋？“S”形曲線前期近似于“J”形曲線，這一段是否等同于“J”形曲線？為什么？K種群數(shù)量時間0BCDEt1t2AK/2增長速率時間t1t2K/2